JP6768358B2

JP6768358B2 - スラブ構造

Info

Publication number: JP6768358B2
Application number: JP2016114632A
Authority: JP
Inventors: 達彦前田; 直行 ▲高▼山
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: JP2017218816A

Description

本発明は、スラブ構造に関する。

特許文献１には、コンクリート層またはモルタル層と、木材層とを接着剤によって結合して構成された建築部材（天井部材、床部材、壁部材）が開示されている。

特許文献２には、床コンクリートスラブ打設用エリアの底板として木製の化粧板を配置した状態で、化粧板にコンクリートを打設して形成された合成床構造が開示されている。

ここで、上記先行技術は、梁から作用するせん断力に対し、コンクリートスラブ自体を補強することしか考慮されていない。

特表２００２−５１１９１０号公報特開２０１３−０８３１０４号公報

本発明は、上記事実を鑑み、梁からコンクリートスラブに作用するせん断力を軽減することが目的である。

第一態様は、梁間に架設されたコンクリートスラブと、前記コンクリートスラブの下方及び上方の一方又は両方に配置された板状の木質部材と、前記梁と前記木質部材の両端部とを接合し、せん断力を伝達する接合部と、を有するスラブ構造である。

第一態様のスラブ構造では、コンクリートスラブの上方及び下方の一方又は両方に板状の木質部材を配置し、梁と木質部材の両端部とを接合部で接合し、木質部材にせん断力を伝達している。よって、梁から作用するせん断力の一部を木質部材が負担するので、コンクリートスラブのせん断力の負担が軽減される。

そして、このように、軽量の木質部材で梁から作用するせん断力の一部を木質部材が負担し、コンクリートスラブのせん断力の負担が軽減されるので、例えば既設のコンクリートスラブを増打ちして耐震補強する場合と比較し、重量の増加を抑えつつ耐震性能が向上する。

第二態様は、前記木質部材を支持し、前記木質部材の撓みを抑制する抑制手段を有する第一態様に記載のスラブ構造である。

第二態様のスラブ構造では、抑制手段を設けることにより、木質部材の長期荷重による鉛直方向の撓みが低減され、地震時における木質部材の面外座屈が抑制又は防止される。

第三態様は、前記抑制手段は、前記梁間に架設された鋼製部材である第二態様に記載のスラブ構造である。

第三態様のスラブ構造では、梁間に架設された鋼製部材によって、木質部材の長期荷重による鉛直方向の撓みが効果的に低減され、地震時における木質部材の面外座屈が効果的に抑制又は防止される。

本発明によれば、梁からコンクリートスラブに作用するせん断力を軽減することができる。

第一実施形態のスラブ構造が適用された建物の要部を示す図２の１−１線に沿った垂直断面図である。第一実施形態のスラブ構造が適用された建物の要部を示す図１の２−２線に沿った水平断面図である。第二実施形態のスラブ構造が適用された建物の要部を示す図１に対応した垂直断面図である。第三実施形態のスラブ構造が適用された建物の要部を示す図１に対応した垂直断面図である。木質部材の他の例を示す図２に対応した水平断面図である。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態に係るスラブ構造について説明する。なお、本実施形態及び後述する以降の実施形態では、木質部材６０によって耐震補強する場合について説明する。

［構造］
先ず、本実施形態のスラブ構造１１の構造について説明する。各図において適宜示される矢印Ｘ及び矢印Ｙは水平方向における直交する２方向を示し、矢印Ｚは鉛直方向を示している。なお、判り易くするため、図１においては、後述する木質部材６０の断面を表すハッチング（斜線）の図示を省略している。また、図２においては、後述する第一梁２２、第二梁２４及び木質部材６０の断面を表すハッチング（斜線）の図示を省略している。

図１及び図２に示すように、鉄筋コンクリート造の建物１０は、柱２０（図１参照）、第一梁２２、第二梁２４（図２参照）、及びコンクリートスラブ５０（図１参照）等で躯体が構成されている。なお、これら鉄筋コンクリート造の各部材における鉄筋の図示は省略している。

図１に示すように、本実施形態のスラブ構造１１は、鉄筋コンクリート造のコンクリートスラブ５０、板状の木質部材６０、第一接着層７０、及び鋼製部材９０を含んで構成されている。

コンクリートスラブ５０の下には、木質部材６０が設けられている。また、図２に示すように、板状の木質部材６０は、鉛直方向（Ｚ方向）から見た平面視において、長方形状とされている。そして、板状の木質部材６０における短辺が第一端部６０Ａであり、長辺が第二端部６０Ｂである。

このような木質部材６０は、第一端部６０Ａが第一梁２２の側面２２Ａに接着剤で構成された第一接着層７０で接合され（図１も参照）、第二端部６０Ｂが第二梁２４の側面２４Ａに接着剤で構成された第二接着層７２で接合されている。

なお、図１に示すように、本実施形態では、板状の木質部材６０の上面（板面）６０Ｕは、コンクリートスラブ５０の下面５０Ｌに接触又は近接して配置されており、両者は接合されていない（一体化されていない）。また、本実施形態の木質部材６０には、耐火被覆が施されているが、耐火被覆されていなくてもよい。

本実形態においては、木質部材６０は、直交集成材（ＣＬＴ（ＣｒｏｓｓＬａｍｉｎａｔｅｄＴｉｍｂｅｒ））で構成されている。なお、直交集成材は、ラミナ（ひき板）を並べた層を、ラミナの木質繊維の繊維方向が層ごとに直交するように重ねて接着したパネル材である。

そして、本実施形態の木質部材（直交集成材）６０は、層６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃの三層構造とされ、厚み方向（Ｚ方向）の両外側の層６１Ａ及び層６１Ｃの木質繊維の繊維方向が長辺方向であるＸ方向（図２参照）に沿っており、中間の層６１Ｂの木質繊維の繊維方向が短辺方向であるＹ方向（図２参照）に沿っている。なお、三層構造及び木質繊維の方向は一例であって、これに限定されない。

図１に示すように、板状の木質部材６０の下側における第一梁２２の側面２２Ａ間に、Ｈ形鋼等で構成された鋼製部材９０が架設されている。なお、本実施形態においては、鋼製部材９０は、上端面９０Ｕが木質部材６０の下面（板面）６０Ｌに接触又は近接して配置されており、両者は接合されていない（一体化されていない）。しかし、両者は接合（一体化）されていてもよい。

Ｘ方向に架設された鋼製部材９０は、Ｙ方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、鋼製部材９０は、Ｙ方向に架設され、Ｘ方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。更に、Ｘ方向に架設された鋼製部材９０とＹ方向に架設された鋼製部材９０とが、格子状に設けられていてもよい。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

既設のコンクリートスラブ５０の下方に板状の木質部材６０を配置し、第一梁２２と木質部材６０の第一端部６０Ａとを第一接着層７０で接合し、木質部材６０に第一梁２２からせん断力を伝達している。よって、第一梁２２から作用するせん断力の一部を木質部材６０が負担するので、コンクリートスラブ５０のせん断力の負担が軽減される。

別の観点から説明すると、既設のコンクリートスラブ５０と木質部材６０とを合わせた全体として、大きなせん断耐力を発揮させることができる。

そして、このように、軽量の木質部材６０が第一梁２２から作用するせん断力の一部を負担し、コンクリートスラブ５０のせん断力の負担が軽減されることで、例えば既設のコンクリートスラブ５０を増打ちして耐震補強した場合と比較し、重量の増加を抑えつつ耐震性能が向上する。

なお、本実施形態では、第二梁２４と木質部材６０の第二端部６０Ｂとを第二接着層７２で接合し、木質部材６０の第二端部６０Ｂに発生するモーメントを処理している。よって、第二梁２４と木質部材６０の第二端部６０Ｂとを第二接着層７２で接合しない場合と比較し、更に耐震性能が向上する。

また、本実施形態では、木質部材６０の上面（板面）６０Ｕがコンクリートスラブ５０の下面５０Ｌに接触又は近接して配置されることで、重力による木質部材６０の撓みが防止又は抑制される。

また、第一梁２２間に架設された鋼製部材９０によって、板状の木質部材６０の長期荷重による鉛直方向の撓みが効果的に低減され、地震時における木質部材６０の面外座屈が効果的に抑制又は防止される。

なお、本実施形態では木質部材６０には耐火被覆を施しているが、施していない場合においては、火災時に木質部材６０の耐力が低下しても鋼製部材９０によってコンクリートスラブ５０が支持される。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態に係るスラブ構造について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［構造］
先ず、本実施形態のスラブ構造１２の構造について説明する。なお、第一実施形態のスラブ構造１１とは、鋼製部材９０が設けられておらず、後述する吊部材１９０が設けられている点が異なる。

図３に示すように、本実施形態のスラブ構造１２は、鉄筋コンクリート造のコンクリートスラブ５０、板状の木質部材６０、第一接着層７０、及び外周面にねじが切られた棒状の吊部材１９０を含んで構成されている。

棒状の吊部材１９０は、木質部材６０を厚み方向（Ｚ方向）に貫通し、上端部１９０Ｕがコンクリートスラブ５０の上面５０Ｕに形成された凹部５２にナット１９２で固定され、下端部１９０Ｌが木質部材６０の下面６０Ｌに形成された凹部６２にナット１９２で固定されている。

なお、棒状の吊部材１９０は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ間隔をあけて複数設けられている。

［作用及び効果］
次に本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、第一実施形態との違いである吊部材１９０の作用及び効果についてのみ説明する。

吊部材１９０によって、板状の木質部材６０の長期荷重による鉛直方向の撓みが効果的に低減され、地震時における木質部材６０の面外座屈が効果的に抑制又は防止される。

また、木質部材６０の下面６０Ｌを露出させ化粧板のように利用することで、天井の意匠性（美観）が向上する。

また、木質部材６０及び吊部材１９０は軽量であるので、例えば鉄骨や鉄板等で補強する場合と比較し、搬入作業等が容易であり、施工性がよい。

＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態に係るスラブ構造について説明する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［構造］
先ず、本実施形態のスラブ構造１３の構造について説明する。なお、第一実施形態のスラブ構造１１とは、鋼製部材９０が設けられておらず、後述する支持部材２９０が設けられている点が異なる。

図４に示すように、本実施形態のスラブ構造１３は、鉄筋コンクリート造のコンクリートスラブ５０、板状の木質部材６０、第一接着層７０、及び支持部材２９０を含んで構成されている。

支持部材２９０は、第一部位２９２と第二部位２９４とでＬ字状を形成し、第一梁２２の側面２２Ａに第二部位２９４がボルト２９６で固定され、第一部位２９２が木質部材６０の下面６０Ｌにボルト２９６で固定されている。

支持部材２９０は、Ｙ方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、支持部材２９０は、第二梁２４の側面２４Ａ（図２参照）にＸ方向に間隔をあけて固定されていてもよい。更に、第一梁２２の側面２２Ａと第二梁２４の側面２４Ａとの両方に支持部材２９０が設けられていてもよい。

［作用及び効果］
次に本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、第一実施形態との違いである支持部材２９０の作用及び効果についてのみ説明する。

支持部材２９０によって、板状の木質部材６０の長期荷重による鉛直方向の撓みが効果的に低減され、地震時における木質部材６０の面外座屈が効果的に抑制又は防止される。

木質部材６０及び支持部材２９０は軽量であるので、例えば鉄骨や鉄板等で補強する場合と比較し、搬入作業等が容易であり、施工性がよい

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、既設のコンクリートスラブ５０の下に木質部材６０を設けて建物１０を耐震補強したが、これに限定されない。新築に適用してもよい。この場合、第一梁２２から作用するせん断力の一部を木質部材６０が負担するので、コンクリートスラブ５０のせん断力の負担が軽減され、この結果、木質部材６０を設けない場合と比較し、コンクリートスラブ５０を薄くし軽量化することができる。

また、例えば、上記実施形態では、木質部材６０の上面（板面）６０Ｕは、コンクリートスラブ５０の下面５０Ｌに接触又は近接して配置されていたが、これに限定されない。木質部材６０の上面６０Ｕは、コンクリートスラブ５０の下面５０Ｌに間隔をあけて配置されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、コンクリートスラブ５０の下側に、木質部材６０が設けられていたが、これに限定されない。コンクリートスラブ５０の上側に、木質部材６０が接触又は近接、或いは間隔をあけて設けられていてもよい。また、コンクリートスラブ５０の上側及び下側の両方に木質部材６０が設けられていてもよい。

つまり、コンクリートスラブ５０の下方及び上方の一方又は両方に板状の木質部材６０が、コンクリートスラブ５０と接触又は近接、或いは間隔をあけて配置されていればよい。

また、例えば、上記実施形態では、平面視において、板状の木質部材６０は、短辺である第一端部６０Ａが第一梁２２の側面２２Ａに第一接着層７０で接合され、長辺である第二端部６０Ｂが第二梁２４の側面２４Ａに接着剤で構成された第二接着層７２で接合されているが、これに限定されない。木質部材６０の第二端部６０Ｂに発生するモーメントを処理できれば（例えば、木質部材６０の第二端部６０Ｂを鉄板等により補強すれば）、第二端部６０Ｂは接合されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、木質部材６０を支持し、木質部材６０の撓みを抑制する抑制手段（鋼製部材９０、吊部材１９０、支持部材２９０）を設けていたが、抑制手段が設けられていなくてもよい。

また、例えば、第一梁２２と木質部材６０とは第一接着層７０でせん断力を伝達可能に接合されていたが、これに限定されない。第一接着層７０（接着剤）以外の接合部で第一梁２２と木質部材６０とがせん断力を伝達可能に接合されていいてもよい。例えば、第一梁２２と木質部材６０とに跨って埋設された鉄筋や鉄骨等でせん断力を伝達可能に接合されていてもよい。或いは、凹部と凸部とを嵌合させた構造やコッター等でせん断力を伝達可能に接合されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態の木質部材６０は、直交集成材（ＣＬＴ）で構成されていたが、これに限定されない。単板の繊維方向を揃えて積層し接着した単板積層材（ＬＶＬ（ＬａｍｉｎａｔｅｄＶｅｎｅｅｒＬｕｍｂｅｒ））であってもよい。また、単板積層材の場合も繊維方向が交差するように重ねて用いることが望ましい。要は、木質繊維の繊維方向が層毎に交差するように積層された木質部材であることが望ましい。

また、木質繊維の繊維方向が層毎に交差するように積層されていない木質部材であってもよい。例えば、無垢板で構成された木質部材であってもよい。

或いは、燃エンウッド（登録商標）等の耐火集成材で、木質部材が構成されていてもよい。

また、例えば、木質部材は、図５に示すように、Ｘ方向に複数枚の板材１６２が板材接着層１６４で接合された木質部材１６０であってもよい。

或いは、図示は省略するが、複数の板材をＸ方向及びＹ方向に並べて接合した木質部材であってもよい。また、この場合は、辺部に形成した凹部と凸部とを嵌合させて板材同士を接合した構造であってもよい。

また、板状の木質部材の板面に、火災時の燃焼を抑制する石膏ボード等の耐火材が一体化されて設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、建物１０は、鉄筋コンクリート造とした例を示したが、これに限定されない。建物１０は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模のものであってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１１スラブ構造
１２スラブ構造
１３スラブ構造
５０コンクリートスラブ
６０木質部材
７０第一接着層（接合部の一例）
９０鋼製部材（抑制手段の一例）
１６０木質部材
１９０吊部材（抑制手段の一例）
２９０支持部材（抑制手段の一例）

Claims

梁に架設され、建物の躯体を構成するコンクリートスラブと、
前記コンクリートスラブの下方及び上方の一方又は両方に配置された板状の木質部材と、
前記梁の側面と前記木質部材の両端部とを接合し、せん断力を伝達する接合部と、
を有し、
前記接合部は、
前記梁の側面と前記木質部材の両端部とを接着する接着層である、
スラブ構造。
前記木質部材は、前記コンクリートスラブの下方に配置され、
前記木質部材を支持し、前記木質部材の撓みを抑制する抑制手段を有する、
請求項１に記載のスラブ構造。
前記抑制手段は、前記梁間に架設された鋼製部材である、
請求項２に記載のスラブ構造。
前記鋼製部材は、Ｈ形鋼である、
請求項３に記載のスラブ構造。
前記抑制手段は、
前記木質部材及び前記コンクリートスラブを貫通し、上端部が前記コンクリートスラブの上面に固定され、下端部が前記木質部材の下面に固定されている吊部材である、
請求項２に記載のスラブ構造。
前記抑制手段は、
前記木質部材の下面に接合された第一部位と、前記第一部位の端部から下方に向けて延出し前記梁の側面に固定されている第二部位と、を有するＬ字状の支持部材である、
請求項２に記載のスラブ構造。